黄 帅，宋仁伯，杨富强，李国府

（1.北京科技大学材料科学与工程学院，北京，100083；2.江阴市华方机电科技有限公司，江苏江阴，214400）

拉拔成形是材料冷加工成型的重要手段之一，在我国材料加工生产中有着广泛的应用。在拉丝过程中，材料形变主要受模具模角、材料与模具间的摩擦系数、面积收缩率和硬化系数4个因素的影响［1－2］。这些因素的配置合理与否都将直接影响着拉丝的质量，甚至在拉拔过程中会引起裂纹或断丝。如果采用反复实验的传统方法进行研究，则会造成大量资源的消耗和浪费。目前，开发数值模拟技术来解决金属成型问题已受到国内外学术界的普遍关注［3］，应用该技术不仅投资少、周期短，而且还可获得许多实验方法难以掌握的信息。为此，本文利用ANSYS有限元分析软件对水箱拉丝机第一道次拉拔过程进行模拟仿真，研究在拉拔过程中拉拔模锥角、摩擦系数和压下量对拉拔力的影响，并对其钢丝轴向应力和径向位移分布特点进行分析，以期为改进和优化拉拔工艺提供理论依据。

1 有限元模型的建立

1.1 简化与假设

由于拉丝过程的复杂性及计算条件的局限性，在模拟计算时需要对实际轧制过程作一定的简化与假设［4］：

（1）在实际拉拔过程中，由于拉丝模对于钢丝的变形很小，且分析的对象主要是钢丝的变形，因此可以忽略拉丝模产生的弹性变形，将其可接触表面定义为刚性体。若将刚性模型定义为有限元模型中的刚性部分，则对计算结果产生的影响非常小，同时还可缩短显示分析的计算时间。……